Nanoestructuración ultrasónica utia'al u producir metales porosos

Sonoquímica Leti' jump'éel nu'ukula' jach xoknáalo'obo' yo'osal le ingeniería yéetel funcionalización nano ts'aak. Ti' metalurgia, le irradiación ultrasónica favorece formación metales porosos. Le múuch' investigación le Dra. Daria Andreeva desarrolló jump'éel procedimiento asistido tumen ultrasonido xoknáalo'obo' ka rentable utia'al u producir metales mesoporosos.

Le metales porosos atraen juntúul nuxi' k'ana'an ju'uno'ob ya'ab k'oja'ano'ob k'ab tecnológicas debido a u yáantajo'ob sobresalientes, bey u resistencia ti' le corrosión, resistencia kanáanil yéetel le Buka'aj u ba'al u soportar temperaturas extremadamente altas. Táan a propiedades u basan le meyajo'ob nanoestructuradas yéetel poros p'íiske'ex chéen jump'éel pocos nanómetros metros. Le materiales mesoporosos ku caracterizan tumen tamaños pose ichil 2 yéetel 50 nm, ka' jo'op' u le materiales microporosos ti'ob jump'éel Buka'aj poro inferior u 2 nm. Jump'éel nu'ukulil investigación internacional u analte'obo' yaan le Dra. Daria Andreeva ti' le Universidad u Bayreuth (Departamento Química a II) ts'o'ok desarrollado belal jump'éel procedimiento ultrasonido resistente yéetel rentable yo'osal le diseño yéetel le producción tales ka'ansaj metálicas.

Ti' le tuukula', le metales ku xokaj ti' jump'éel solución acuosa u tal bix ken a evolucionan cavidades jump'éel pocos nanómetros, ti' kúuchilo'ob definidos yéetel precisión. Utia'al a ka'ansaj u p'iss bey, ts'o'ok yaan jump'éel amplio espectro aplicaciones innovadoras, bey le limpieza iik', le almacenamiento energía wa u ma'alo'obtal ts'aak. Particularmente prometedor jach u búukinta'al metales porosos ti' nanocompuestos. Lela' túumben xook materiales compuestos, ti' le jump'éel ba'ax matriz jach fina Chuup yéetel partículas tak 20 nanómetros Buka'aj.

Le túumben láaka meyajtiko'ob jump'éel tuukula' formación burbujas generadas tumen ultrasonidos, u denomina cavitación ti' física (derivado ti' le lat. “cavo” = “joomo'”). Ti' le navegación, le tuukula' jach temido debido a le nukuch tu p'ataji' ka u causar le hélices yéetel turbinas le chéem. Tuméen u velocidades u rotación jach altas, ku táakpajalo'ob burbujas vapor yáanal le ja'o'. Ka' jump'éel corto período yáanal jump'éel presión extremadamente ka'anal, le burbujas colapsan tak te ichnajo', deformando bey le meyajo'ob metálicas. Le tuukula' u cavitación Bey xan u páajtal generar yo'osal ultrasonido. Le ultrasonidos táan compuestos tumen ondas compresión yéetel frecuencias superiores ti' le rango audible (20 kHz) yéetel generan burbujas ti' vacío ti' ja' yéetel soluciones acuosas. Le ken a burbujas implosionan, ku ku ts'áiko'ob temperaturas ya'ab miles grados centígrados yéetel presiones extremadamente altas u tak 1000 bar.

Le esquema anterior ye'esik le táanil le cavitación acústica ti' le uchik u péeksa'al u partículas metálicas. Le metales yéetel jump'éel ch'aaj u fusión (MP) bajo bey le zinc (Zn) táan completamente oxidados; le metales yéetel jump'éel ka'anal ch'aaj fusión, bey le níquel (mix) yéetel le titanio (Ti), ku jump'éel uchik u péeksa'al u superficie yáanal le sonicación. Le aluminio (ti' le) yéetel le magnesio (Mg) táakpajalo'ob ka'ansaj mesoporosas. Le metales Nobel ku resistentes ti' le irradiación ultrasónica debido a u estabilidad kíinsa'ab tu táan le oxidación. Le ti'its fusión le metales ku especifican grados Kelvin (k'uj).

Jump'éel kaambalil yo'osal preciso ti' le tuukula' je'el u páajtal u conducir jump'éel nanoestructuración específica u metales suspendidos ti' jump'éel solución acuosa, dadas ciertas yáantajo'ob meyajtbilo' yéetel químicas ti' le metales. Tuméen le metales reaccionan jela'an jach ka u exponen u dicha sonicación, bey ts'o'ok u demostrado le Dra. Daria Andreeva yéetel u colegas Golm, Berlín yéetel Minsk. Ti' metales yéetel ka'anal reactividad, bey le zinc, le aluminio yéetel le magnesio, ku forma gradualmente jump'éel ba'ax matriz, estabilizada tumen juntúul recubrimiento óxido. Le je'ela' ku ts'aik bey resultado metales porosos ku, je'ebix, páajtal procesar ku posteriormente tu materiales compuestos. Ba'ale' le metales nobles bey le táak'iin, le platino, le plata yéetel le paladio ku comportan u kin tuukul jela'an. Debido a u baja tendencia ti' le oxidación, resisten le Ts'a'akal yéetel ultrasonidos ka conservan u ka'ansaj yéetel propiedades iniciales.

Le wíimbala' u ka'anal ye'esik u le ultrasonidos xan ku páajtal utilizar yo'osal protección le aleaciones aluminio xu'ullsa'al le corrosión. Ti' le izquierda: le oochelo' jump'éel aleación aluminio ti' jump'éel solución ma'alob corrosiva, yáanal jump'éel wíimbala' electromioscópica ti' le superficie, le ku, debido a le sonicación, ku ts'o'ok formado jump'éel recubrimiento polielectrolito. Le recubrimiento ku jump'éel protección xu'ullsa'al le corrosión ichil 21 k'iin. Ti' le derecha: le ti' jump'éelili' kuchil-aleación aluminio xma' yantalto'on sido expuesta ti' le sonicación. Le superficie u completamente corroída.

U jaajile' ti' u jejeláas metales reaccionen u formas radicalmente jejeláas ti' le sonicación u aprovechar u utia'al innovar ti' le ciencia le materiales. Le aleaciones ku páajtal sutk'esiko'ob u tal kin tuukul ti' nanocompuestos ti' le le partículas le xooko'obo' asab estable táan encerradas ti' jump'éel matriz porosa ti' le metal mix estable. Ti' le modo, ku ku ts'áiko'ob meyajo'ob jach Nuuktak ti' jump'éel kúuchil jach limitado, ba'ax ku cha'antik utilizar le nanocompuestos bey catalizadores. Ku ts'áiko'ob reacciones químicas especialmente rápidas yéetel eficientes.

Yéetel le Dra. Daria Andreeva, le investigadores Prof. Tumen Dr Andreas Fery, tumen Dr Nicolas Pazos-Perez yéetel Jana Schäferhans, bey xan ti' le departamento Química a II, contribuyeron u ya'ala'al máaxo'ob máano'ob le investigación. Yéetel u colegas ti' le Instituto Max Planck ti' Coloides Interfaces ti' Golm, le Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH yéetel le Universidad Salud u Bielorrusia ti' Minsk, u a'ala'an u ichil ya'ala'al máaxo'ob máano'ob ti' internet ichil ti' le pikil “Nanoescala”.